package offer;

/**
 * @Author Elephas
 * @Date 2022/1/26
 **/
@FunctionalInterface
public interface MyPow {
    public double myPow(double x,int n);

}
class MyPowImpl1 implements MyPow{
    /**
     * 解法一：积 product 与 x 进行 n 次乘法，会超时
     * @param x
     * @param n
     * @return
     */
    @Override
    public double myPow(double x, int n) {
        double product = 1;

        if(n >= 0) {
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                product *= x;
            }
            return product;
        }else {
            for (int i = 0; i < -(n); i++) {
                product *= x;
            }
            if (product != 0) {
                return 1 / product;
            } else {
                return 0;
            }
        }
    }
}
class MyPowImpl2 implements MyPow{

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new MyPowImpl2().myPow(2.0,Integer.MIN_VALUE));
    }
    /**
     * 解法二：快速幂算法
     *  若 n 为偶数，则 k * 2 = n, x^n = x^k * x^k
     *  若 n 为奇数，则 k * 2 + 1 = n, x^n = x * x^k * x^k
     *  对于 n = 1 时， x ^ n = x
     *  对于 n = 2 时， x ^ n = x * x
     * @param x
     * @param n
     * @return
     */
    @Override
    public double myPow(double x, int n) {
        if(x == 0){
            return 0;
        }else if(x == 1){
            return 1;
        }else if(x == -1){
            return n % 2 == 0? 1:-1;
        }else if(n == 0){
            return 1;
        }
        if( n == Integer.MIN_VALUE ){
            return 0;
        }
        double product = 1;
        try {
            if (n > 0) {
                product = myPowHelper(x, n);
            } else {
                product = 1 / myPowHelper(x, -n);
            }
        }catch (NumberFormatException e){
            e.printStackTrace();
            return 0;
        }
        return product;
    }

    public double myPowHelper(double x, int n) {
        // case: n > 0
        if(n == 1){
            return x;
        }else if(n == 2){
            return x * x;
        }else if(n % 2 == 1){
            int k = n / 2;
            double temp = myPow(x,k);
            return x * temp * temp;
        }else{
            int k = n / 2;
            double temp = myPow(x,k);
            return temp * temp;
        }
    }
}
class MyPowImpl3 implements MyPow{
    /**
     *  快速幂算法，非递归，迭代实现
     * @param x
     * @param n
     * @return
     */
    @Override
    /**
     * 默认输入数据为 n > 0
     * @param x
     * @param n
     * @return
     */
    public double myPow(double x, int n) {
        long N = n;
        return N >= 0 ? quickMul(x, N) : 1.0 / quickMul(x, -N);
    }

    public double quickMul(double x, long N) {
        double ans = 1.0;
        // 贡献的初始值为 x
        double x_contribute = x;
        // 在对 N 进行二进制拆分的同时计算答案
        while (N > 0) {
            if (N % 2 == 1) {
                // 如果 N 二进制表示的最低位为 1，那么需要计入贡献
                ans *= x_contribute;
            }
            // 将贡献不断地平方
            x_contribute *= x_contribute;
            // 舍弃 N 二进制表示的最低位，这样我们每次只要判断最低位即可
            N /= 2;
        }
        return ans;
    }

}
